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北京石油化工学院2026年研究生招生接收调剂公告
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fangliang0712

木虫 (初入文坛)

[交流] 固体氧化物燃料电池(SOFC)阳极燃料气和阴极氧气流量问题

我的课题方向是研究SOFC阳极材料,电解质用的是GDC,阴极用的是(La0.8Sr0.2Co0.8Fe0.2O3-δ)最近有两个问题一直困扰着我,希望同行们能够一起交流,不吝赐教。
第一个问题:电池电性能测试时,当阳极燃料气(天然气)流量变化时,电池的电压立即发生变化,我之前一般把天然气的流量设定在50mL/min,当把流量降低至20mL/min时,电压和电流反而上升。有时候测试时,天然气流量设20mL/min,电压又很低,提高流量电流,电压又升高。这种现象如何解释?阳极燃料气体流量,阴极氧气的流量和电压有什么定量关系呢?
第二个问题:测试的过程中,先用氢气还原氧化镍时,电流,电压数据较好且很稳定,但还原完后,把氢气换成天然气后电流,电压迅速降低且数据不稳定,这如何解释?
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i.loveoov

fangliang0712(金币+3): 2010-02-14 07:49
1 很有可能是漏气,大流量燃料气时,漏过去的多,造成了和氧气的“燃烧”升高了温度,所以OCV下降,看你的阴极,操作温度应该是600-800度吧。
还有就是你用的应该是阳极支撑的单电池吧,在阴极端是密封通氧气还是暴露在空气中呢?

2 镍在如此高的温度下会使甲烷裂解产生积碳,不但会堵塞燃料气的孔道,甚至会撑破那薄薄的电解质膜。

你可以试试不要通纯的天然气,增湿一下试试

祝成功
4楼2009-12-13 23:50:23
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evazoujing

银虫 (小有名气)

fangliang0712(金币+5): 2010-02-14 07:48
第一个问题:我用的是氢气,也遇到过类似的情况。那个有可能是电池封装和连接不好,测试系统不稳定。
关于第二个问题:我有一个疑问,在用氢气还原阳极的过程中,你的OCV数值是多大?如果是0.6-0.7V左右,那么这个电压是还原电压,不是电池的工作电压。另外建议你还原结束,先不要换成天然气,而是先用氢气作燃料气,如果电压稳定而且上升到1左右,说明CeO2没有被还原,电池本身没有问题,而是你的电池材料对于两种燃料气的催化效果有差异造成的。如果电压在这个时候下降了,说明CeO2被还原了,那就是电池本身的问题了,应该考虑改进电池结构。

期待交流!

[ Last edited by evazoujing on 2009-9-19 at 13:15 ]
2楼2009-09-19 13:02:23
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chentaomagic

银虫 (小有名气)

fangliang0712(金币+5): 2010-02-14 07:48
第一个问题:

     提高燃料流量增加放电电压,比较正常,可能是由于密封以及电池本省性能等问题。提高燃料流量反而降低电压,往往是电解质漏气。

第二个问题:

   不知道你用的什么阳极材料。第一,本身转换为天然气后,热力学电压(密封良好时的OCV)就会降低,另外甲烷等气体很容易热裂解和催化裂解,裂解积碳也会很快降低电压,如果是阳极支撑,还会很快破坏电池。
3楼2009-09-26 11:25:14
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